时间：2022-02-09 00:34:40
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【摘 要】本文分析了GI专业当前社会需求，针对实际教学中显露出的问题，分析了整体优化GIS课程体系与教学内容的必要性，调整GIS专业培养方向，理顺专业课程之间的关系，提出了解决社会需求与GIS专业人才培养的矛盾问题，对其他石油类院校GIS专业建设也具有一定的借鉴意义。
关键词 GIS课程体系；GIS专业培养方向；GIS专业建设
1.前言
随着互联网及社会经济的发展，GIS专业已经逐步发展到GIS产业，西南石油大学在2003年开设了地理信息系统本科专业，历经12年4届毕业生的不断发展和建设，我校的GIS专业秉承“卓越工程师教育培养计划”目标，已逐步形成了具有石油类院校特色专业培养目标和办学模式，同时基于新世纪新形势下油气勘探及大数据大发展背景下，培养具有创新精神的应用型GIS人才。
目前石油院校具有石油特色的GIS专业的总量较少、开设时间较晚，难以适应大数据时展的需求。基于以上现实，本文以西南石油大学地理信息科学专业为例，对与大数据时代背景下石油类高校的GIS本科专业建设提出一些思路:“坚持地球科学作为认识论基础，计算机科学作为系统论基础，“大地学”作为专业论基础。”
2.大数据时代背景及GIS专业现状
2.1大数据时代背景
大数据时代术语最早是由全球知名资讯公司麦肯锡提出的，在我们目前日常生活中，无不充斥着大数据的身影，尤其是当前“互联网+”浪潮，更加推动大数据时代在各行业领域的扩展。而在GIS行业中，多年来一直提到和追捧的海量数据也慢慢过渡到大数据，在此基础上，大数据时代给GIS行业乃至产业的发展带来了更多机遇。
2.2石油大学GIS专业建设现状
到目前为止，我国约有220余所高校开设了地理信息科学本科专业，四川省大概有12所高校开设GIS本科专业，在开设GIS专业的高校中，主要依托学校自身的优势专业或国家重点学科，包括地质学科，测绘学科、计算机学科、石油工程及天然气学科和其他应用行业学科等。
以目前我校GIS专业建设为例，地理信息科学专业设置在地质工程和油气地质专业领域，在长期的培养方案中，已经慢慢形成“数字油田”本科方向，主要适应“三桶油”对GIS专业的需求，但是随着地理信息逐渐形成产业以及石油行业受政策影响波动较大的影响下，现行的培养模式不能很好满足社会对GIS专业的需求。
3.石油类院校GIS专业建设思路
3.1根据社会需求导向优化培养学生方向
柳林等在对多部门人才进行详细调研和分析的基础上，将目前的GIS人才分为五类：分别是技术型岗位人才、操作性岗位人才、应用型岗位人才、科研型岗位人才和复合型岗位人才。根据我校的实际情况，将学生方向分为以下不同岗位：GIS应用开发工程师、GIS数据处理工程师、GIS技术服务工程师，这三大方向也符合教育部对“卓越工程师教育培养计划”的要求。
3.2立足传统3S实习，加强野外地质实习基地信息化建设
3S实习是地理信息系统专业传统的实习内容，可采取与相关社会行业相结合的方式展开，如可以安排学生在相关国土测绘部门实习，培养学生学会使用各种测绘测量仪器以及相关的专业软件来采集、处理测绘遥感数据。野外地质实习基地信息化实践教学辅助平台，引入GIS技术，结合目前我校地科院的油气地质虚拟仿真实验室，改革现有的传统实践教学模式、实现对野外地质实习过程的网络管理、虚拟实习的全部过程，辅助学生探索性实习以及相关信息的实时采集。
3.3课程教学与专业第二课堂有机结合
坚持把第二课堂的实习、竞赛、实训等生产实际与第一课堂的专业教育结合起来。推进各类专业竞赛的实践教学，鼓励专业教师带领学生参加各个类别的专业技能竞赛，包括全国大学生GIS技能大赛、ESRI杯中国大学生GIS软件开发竞赛、Supermap杯全国GIS开发大赛，通过竞赛参与，培养学生解决实际问题的能力，提高学生的专业素质。
3.4加强产学研一体化建设，提升教师自身修养
坚持服务于地方社会的原则， 加强GIS专业与地方政府、企事业单位的合作，鼓励专业课教师承接各项产学研服务项目，教研室组织教师对项目中的难点进行攻关，提炼实际项目中的科学问题，推动科学问题的研究；鼓励学生尤其高年级同学积极参与各类项目，提高学生的专业水平；对于具有广泛应用前景的项目，鼓励教师进行技术推广，并在适当时机进行技术孵化，形成以研促学、以研促产的产学研一体化建设。
4.总结
截止2013年，全国从事地理信息产业单位已达2.3万家之多，从业人员超过40万人，产值达到2600亿元。伴随着GIS产业的快速发展，GIS专业必须通过不断的自身改革和调整来应对产业的需求。西南石油大学GIS专业在目前现有本科培养方向之外，更多的结合社会多元化的需求，在当前“大数据，小专业”的背景下，利用“互联网+”理念，将GIS专业建设与社会发展需求高度融合，真正实现在大数据时代背景下， 我校GIS专业发展在石油类高校中处于领先优势；同时通过本文，为同类院校设置GIS专业建设规划提供一些参考和建议。
参考文献
[1]汤国安，龙毅，李云梅．地理信息系统专业建设的探索与实践[J]．中国大学教学.2009（9）：45-47
[2]崔铁军.地理信息系统本科专业教学改革探索与实践[A].中国GIS协会第四次GIS教育研讨会论文集[C].2011
[3]王永兴.我国部分高校GIS本科课程体系的比较研究[J].福建地理.2001（3）
[4]柳林，卢秀山.面向社会需求的GIS专业人才立体培养模式探讨[J].高教论坛.2010（6）
【作者简介】
汪宙峰（1983-），男，安徽东至县人，博士，讲师，主要从事地理信息系统专业的教学与科研工作。
（基金项目：西南石油大学省级教改项目 （编号：X15021301
伴随着预警理论的发展，安全生产预警研究工作经历了3个阶段，如图1所示。1)初期萌芽及发展。1888年，巴黎统计学大会上，法国经济学家福里利在《社会和经济气象》研究论文中，以黑、灰、淡红和大红等几种颜色来测定法国1877—1887年的经济波动，开启了预警理论的研究。20世纪30年代中期，经济监测预警系统兴起，随着年代不断改进、发展并进入实际应用时期。在这期间，美国创建哈佛指数法、扩散指数法、综合指数法等多指标信息综合方法对宏观经济进行预警。2)中期深化拓展。到20世纪70年代，经济预警系统不断完善简化，应用领域外推拓展，在自然灾害管理中得到应用。许多国家分别建立水文观测、地震测报、火灾监测等灾种的监测预警台站并联成网络，对自然灾害过程进行连续的监测和预警。预警系统在经济调控和灾害管理中所取得的丰硕成果，促使预警理论不断发展并推广应用于各个领域，具体为社会领域中的人口预警、食物安全预警、劳务预警等，环境领域中的气象预警、干旱预警、生态环境预警等。3)安全生产预警发展。基于成熟的预警理论，安全生产预警也不断发展，并应用于石油、化工、煤矿、冶金等高危行业。例如:Mironowicz等针对煤矿生产情况，对煤矿危险源进行监测并进行安全生产预警等。先期安全预警思想主要借鉴经济预警理论及方法，采用指数预警法对各行业进行安全生产预警，预警指标较少，预警结构功能单一。随后，安全生产预警系统采用事故统计模型来发现监测对象的波动规律，将选取的指标综合成一个数值，通过所属区间来判断系统发展状态。随着安全生产预警理论的发展，安全生产预警指标的选取主要通过安全系统论、事故致因理论以及历史事故等多方面进行选取，采用人工智能方法进行模型构建，并综合运用系统论、信息论、控制论的原理和方法，结合自动检测与传感技术、计算机仿真、计算机通信等现代高新技术，及时检测并反映系统的安全状态。
2安全生产预警的运用现状分析
安全生产预警作为安全问题事前管理以及事故控制的有效手段，起着举足轻重的作用。目前，安全生产预警已经被广泛应用于各个领域，笔者选取煤矿安全生产预警、建筑施工安全生产预警以及道路交通安全预警等高危行业进行安全生产预警现状分析。
2．1煤矿安全生产预警
煤矿安全生产预警是以煤矿安全生产法律法规为依据，利用现代化工具和各种技术手段，收集各类数据如人、环、物等状况，同时针对安全生产活动进行评估、审核、整理、分析、监测，发出不同阶段的安全生产预警信号。国内在20世纪90年代后期出现了煤矿行业的微观预警，其思想和方法基本源于经济预警的基本理论。其后，张明从作业人员、设备设施、工作环境、管理状况方面建立了初步的煤矿安全生产预警指标体系，构建了基于模糊综合评判法的预警管理系统。牛强等利用自组织神经网络研究了煤矿安全生产预警模型和安全生产预警专家系统。随着人工智能技术以及计算机技术的发展，一些新兴的改进的方法也被提出，如丁宝成构建了基于模糊层次分析法及补偿模糊神经网络的煤矿安全生产预警组合模型。邵长安等构建了基于地理信息系统(GIS，GeographicInformationSystem)的煤矿安全生产预警系统，通过GIS技术对空间的动态数据进行收集及处理，并采用BP神经网络进行系统模型构建。这一系列的研究极大地推动了煤矿预警技术的发展，为预警技术在煤矿安全生产中的应用做出了积极的贡献。
2．2建筑施工安全生产预警
我国的建筑生产安全事故严峻程度仅次于矿山和危险化学品领域，严重影响了建筑业的可持续发展。国内外很多学者从20世纪六七十年代就开始对建筑业的安全和健康问题进行了大量深入细致的研究，主要通过调查统计方法建立模型，获取安全管理指数，进行建筑安全事故预警。目前，一些学者通过对建筑安全事故的成因分析，已研究了用预先危险性分析法、灰色综合评价方法等多种风险预测理论方法，对生产事故风险进行预警。冯利军通过事故致因理论以及危险源辨识对建筑安全事故成因进行了深刻的分析，建立了建筑安全事故成因诊断的分析模型(ARCTM，Acci-dentRootCausesTracingModel)。在建筑安全事故预警方法上，运用比较多的有基于模式分类的贝叶斯预警方法、神经网络方法以及遗传－神经网络法等。随着计算机技术的发展，一些学者也采用了新兴的方法进行事故预警，如赵平等强化人、机、环境、管理4方面的安全隐患信息和危险源的预警管理，采用多源信息融合技术的D－S证据理论法对不确定的复杂的工程数据进行定性分析和融合，用融合的最终数据判断施工项目的安全施工状态。针对建筑安全事故数据收集困难、数据集为小样本的特点，解决小样本数据集有特殊优势的支持向量机方法也逐步运用到建筑安全事故预警研究中。赵元庆等针对建筑施工项目安全风险评估的精度要求以及施工特点，首次提出基于粒子群算法优化的支持向量机方法，从人员、设备、材料、环境、技术以及管理几大方面进行指标选取，结果显示精度较高，具有一定的实际应用价值。
2．3城市道路交通安全预警
道路交通安全预警，就是依据对道路交通事故发展稳定状况的判断，采用定性与定量相结合的方法，对道路交通安全发展态势进行过程描述、追踪分析和警情预报。国内交通安全预警理论的研究，包括高速公路交通安全管理、铁路交通安全管理、空中交通安全预警管理、城市道路交通安全预警以及交通灾害的研究。城市道路交通安全预警方法多样，基于车速的交通事故贝叶斯方法、模糊评判法等都是较为常用的预警方法。例如:王宁从宏观层面和微观层面分别构建了区域城市道路交通安全预警系统和局部城市道路交通安全预警系统的模型，采用贝叶斯矩阵法(BMOM，BayesianMethodofMatrix)预测交通事故，分析城市道路交通安全状况，根据预警等级进行报警。例如:宇仁德等针对道路交通监测数据多样性、空间性以及多属性等特点，建立了基于GIS的道路交通安全预警系统，构筑了数据采集与接收子系统、数据分析与处理子系统、数据查询子系统、事故评价、检测与预测子系统以及报警与调度子系统。此外，李玲琦对基于智能交通系统(ITS，Intelli-gentTransportSystem)的事故多发路段预警技术进行了研究，提取了运行车速作为单车运行状态下的事故前兆特征变量，建立了由交通环境信息采集、危险状态判别、预警信息和通信4部分组成的高速公路事故多发路段预警系统。
3各行业安全生产预警对比分析
煤矿安全生产预警、建筑施工安全生产预警以及城市道路交通安全预警都是安全生产预警在重要行业的具体应用，安全生产预警系统要求首先对该行业生产事故影响因素分析，通过指标选取原则，从影响因素中提取指标，并采用层次分析法或者相对重要程度等级法进行指标权重的划分，再选取相应的数学方法构建预警模型，通过输出值确定安全状态，并相应的预警信号。不同行业安全生产预警的流程基本相同，但是仍旧存在一些差异，主要概括如下:
3．1指标的选取
煤矿安全生产预警中指标的提取主要包括作业人员、机械设备、工作环境、管理状况、地质条件等，大部分学者主要从以上5个方面进行指标体系的构建，部分学者则选取了煤层赋存条件及开采条件作为预警指标进行安全生产预警，指标覆盖性不够，因此预警效果不明显。建筑施工安全生产预警中指标的提取则主要从人、物、环境、管理4个方面进行，对建筑行业来说，物的因素主要指的是施工过程中所涉及的设备、材料、半成品、燃料、施工机械、机具、设施、能源等;此外，在建筑施工安全生产预警指标中，还考虑了安全投入这一因素。城市道路交通安全预警指标主要从人、车、道路、交通管理、交通环境5个方面进行了考虑。各行业安全生产预警指标的选取见表1。
3．2预警方法
安全生产预警是通过分析事故影响因素与事故发生或者事故发生风险之间的关系的技术，常用的预警方法包括指数预警法、统计预警法以及模型预警法，其中模型预警法主要用于监测点比较多、影响因素复杂的情况，包括灰色系统理论、模糊综合评判法、人工神经网络等。针对于不同行业的基本特点，安全生产预警方法的选取也不尽相同。煤矿安全生产预警、建筑施工安全生产预警以及城市道路交通安全预警常用的方法见表2。
3．3运行效果
国内的煤矿预警研究早期主要借鉴经济预警的理论和方法，但经济运行机制与煤矿灾害的发生机理迥异，缺少对煤矿灾害预警机理的研究。同时，部分研究工作中构建的煤矿灾害指标体系主要针对水灾、火灾、瓦斯突出等某一具体灾害，不具有动态适应性。现今的煤矿安全生产预警系统能够从宏观上进行把握，针对煤矿的整个生产和安全系统进行全方位的系统设计，并且预警的准确程度也在逐步提高。
在建筑生产安全事故管理方面，绝大多数研究都是对建筑生产安全事故的事后分析，少数进行生产安全事故预警工作的研究也主要是利用传统的方法进行，建筑施工预警理论不成熟。要想在建筑安全生产预警方面取得一定的进展，就必须广泛借鉴其他学科，特别是人工智能、模式识别、人工神经网络、遗传算法等智能学科和非线性系统学科的研究成果。对于城市道路交通安全预警问题已经进行了大量卓有成效的理论研究和工程实践，但研究工作还相对较为零散，只是进行局部的指标体系设计，没形成一个清晰成熟的交通安全预警系统的概念。
4结论
1)单指标预警时可通过对各项指标的国家标准值进行预警阈值的确定，综合预警则通过事故等级或者安全状态各区间临界值，确定统一的预警阈值。
2)预警指标的选取涉及生产技术水平、安全管理水平、生产者和管理者的素质以及社会和文化等因素，根据各影响因素确定指标原则能够使指标的全面性和完整性得到保障。
3)安全生产事故影响因素众多，事故影响因素之间具有复杂的非线性关系，在经济预警方法的基础之上，结合企业以及各行业安全生产的特点，采用人工智能以及计算机技术进行预警，或者各类方法相结合进行预警是未来的发展方向。
